Gateløp som flomveier med casestudier fra Nordstrandsplatået

Abstract

Eksisterende overvannsystemer er designet til å håndtere overvann for et annet klimaforhold enn det framtidige klimaframskrivinger viser. I tilfeller av ekstrem nedbør, hvor normale systemer ikke klarer å handtere overvannet kan gateløp fungere som midlertidige flomveier. Oslo kommune holder på med revidering av byens Gate- og veinormal og denne oppgaven skal undersøke vannføringskapasiteter til ulike gatetverrsnitt og vurdere flomfaren for mennesker som bidrag til arbeidet. I tillegg skal et område på Nordstrand i Oslo med kjente overvannsproblemer studeres nærmere ved hjelp av HEC-RAS 2D, dette for å vurdere og anbefale tiltak som kan bedre situasjonen. Vannføringskapasiteter til tre forskjellige tverrsnitt; takfall, ensidigfall og V-profil med ulike vegbredder og kantsteinhøyder på 10 cm og 13 cm er beregnet. For å sammenligne hvor stort nedbørfelt ulike tverrsnitt kan håndtere, er arealkapasitet til samtlige tverrsnitt beregnet for regnehendelse med returperiode på 200 år og en varighet på 10 min. Flomfare vurdering for mennesker i de ulike tverrsnitt er beregnet etter en engelsk metode som kombinasjon av flomdybde og hastighet, fordi prestasjonen til en gate som flomvei ikke bare kan vurderes etter vannføringskapasitet, men også bør fungere som bilvei uten å bli ødelagt. Resultatene av beregningene viser at tverrsnitt type V-profil kommer best ut i alle tre vegbredder, mens gatetverrsnitt med takfall er nest beste. Endring av tverrfallet fra 3% til 2% gir en vesentlig økning i vannføringskapasiteter for takfall og ensidig fall, men for V-profil oppnår man større kapasitet med en tverrfall på 3%. Flomfare resultatene viser lav flomfare for mennesker for gatetversnitt med takfall og ensidig fall med 10 cm kantsteinhøyde, og moderat flomfare for de fleste med V-profil, fordi dybden i gatens sentrum begynner å få betydning. Sammenlignet med et tverrsnitt av 10 cm kantsteinhøyde gir gatetverrsnitt med 13 cm kantsteinhøyde større fare verdier, på grunn av dybden som er en av viktige faktorer i flomfare vurderingen. Resultatene fra bruk av modellverktøyet HEC-RAS 2D viser at etablering av gateløp med tverrsnitt med V-profil vil bidra i økt vannføringskapasitet. Her blir mengde transportert overvannet større og kan dermed avlaste utsatte områder til en viss grad. Likevel viser 2D simuleringer at når kapasiteten til tverrsnittet overstige vil vannet følge naturlige dreneringslinjer mot private tomter som kan føre til skader. Der hvor kapasiteten til gatetverrsnitt ikke kan håndtere store nedbørmengder og bør ytterligere tiltak vurderes.

Existing stormwater systems are designed to handle stormwater for a different climate than climate future scenarios show. In cases of extreme rainfall, where normal systems fail to handle the stormwater, urban streets can be used as temporary floodwaters. Oslo municipality is conducting a revision of its street design guidelines, this study will investigate water conveyance for different cross sections and road widths and flood hazard assessments for people as a contribution. In addition, an area at Nordstrand, Oslo with known stormwater problems will be studied more closely using HEC-RAS 2D in order to assess and recommend measures that can improve the situation. Water conveyance capacities of three different cross-sections; typical road cross section, one-sided fall and V-profile with different road width and curb heights of 10 cm and 13 cm are calculated. In order to compare how large catchment areas different cross sections can handle, in addition area capacity for cross- sections mentioned above is calculated using a return period of 200 years and rain duration of 10 min. Danger to people is assessed based on an English method, expressed as a combination of flood depth and velocity, this because the performance of a road used as a floodways can not only be assessed by conveyance capacity, but should perform well as a roadway without being damaged. The results of the calculations show that cross-section type V-profile comes out on top in all road widths, while road with typical road cross section is second best. Changing the cross-sectional slope from 3% to 2% gives a significant increase in water conveyance capacities for a typical road cross section and road with one-sided falls, to the contrary will a V-profile give greater capacity with a cross-sectional slope of 3%. Flood hazard for people show results of low flood hazard in roads of typical road cross section and one-sided fall with 10 cm curb heights and moderate flood hazard for most roads with V-profile where the depth at the center of the street begins to play a role. Compared with a cross section of 10 cm curb height, a road with 13 cm curb height gives greater flood hazard values due to increasing depth which is one of the important factors in the flood hazard assessment. The results from HEC-RAS 2D show that the establishment of streets with a cross-section type V-profile will contribute to increased water conveyance capacity, transported surface water will be larger and thus relieve the exposed area to a certain extent. However, 2D simulations show also that when capacity of the cross section reaches maximum level, overflow will follow natural drainage lines that can cause damage. In situations where cross sections are unable to handle large amounts of precipitation further measures should be considered.